Name: a flexible low cost hydroponic system for assessing plant responses to small molecules in sterile conditions
Uploaded: 2018-08-25T13:30:00
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Este trabajo fue financiado por la Fundación de investigación de São Paulo (FAPESP; La concesión 19561/12-0) y la sociedad Max Planck. Elias F. Araújo (FAPEMIG 14/30594), Carolina C. Monte-Bello (FAPESP; Grant 10407/14-3), Valeria Mafra (FAPESP; Concesión 14/07918-6), y Viviane C. H. da Silva (CAPES/CNPEM 24/2013) estamos muy agradecidos por el programa de becas. Los autores agradecen la generosamente proporciona anticuerpos contra RPS6 de Christian Meyer de la Institut Jean Pierre Bourgin (INRA, Versalles, Francia). Los autores agradecen RTV UNICAMP y Manoel Ed Paulo Aparecido de Souza por su apoyo técnico durante el audio grabación.

1. preparación de medios de cultivo líquidos y sólidos
<ol><li>Preparar un medio líquido con medio de Murashige y Skoog (MS) de resistencia media de vitaminas [0,0125 mg/L de cloruro de cobalto (II) pentahidratado, 0,0125 mg/L de cobre (II) sulfato pentahidrato, 18,35 mg/L de sodio férrico ethylenediaminetetraacetate, 3,10 mg/L de ácido bórico, 0,415 mg/L de yoduro de potasio, 8,45 mg/L de manganeso sulfato monohidrato, 0,125 mg/L de molibdato de sodio dihidratado, 4,30 mg/L de sulfato de zinc heptahidratado, 16...

Esta estructura optimizada de la hidroponía permite el cultivo exitoso en vitro de plantas. Las semillas germinan bien en el medio sólido en la superficie plana de la punta de pipeta, un considerable aumento en comparación con sistemas donde las semillas se empapan con la solución nutritiva. Una gran ventaja de este sistema es que durante el desarrollo de las plántulas, las raíces directamente en contacto con el medio líquido sin necesidad de transferencia. Por otra parte, tratamiento químico puede aplic...

Las ventajas de plantas utilizando hidroponía han sido ampliamente reconocidas en la producción de plantas grandes y uniformes, permitiendo experimentos reproducibles1,2,3. En este sistema, la composición de la solución nutritiva puede ser adecuadamente controlada y reciclada a lo largo de todas las etapas de desarrollo y crecimiento de las plantas. Además, las raíces no están sujetos a estreses abióticos, como puede suceder en plantas cultivadas en suelo, tales como nutrientes agua y hambre deficiencia4. Como plantas cultivadas hidropónico presentes características morfológicas y fisiológicas bastante similares a las cultivadas en suelo, este sistema ha sido ampliamente empleado en la investigación porque permite el monitoreo del crecimiento de la raíz/vástago y su cosecha sin lesiones de2,5.
Debido a la posibilidad de cambiar la composición y concentración de la solución nutritiva, la mayoría de la investigación usando condiciones hidropónicas se ha realizado para caracterizar las funciones de micro y macronutrientes1,3 ,6,7,8. Sin embargo, este sistema ha demostrado para ser muy útil para una amplia gama de aplicaciones en Biología Vegetal, tal como aclarar las funciones de las hormonas y productos químicos en las plantas. Por ejemplo, el descubrimiento de strigolactones como una nueva clase de hormonas9 y el fenotipo de crecimiento acelerado por brassinosteroid aplicación10 fueron realizados bajo condiciones hidropónicas. Por otra parte, este sistema permite que los experimentos con isótopos marcados (por ejemplo, 14N /15N y 13CO2)11,12 para evaluar su incorporación a las proteínas y metabolitos por espectrometría de masas.
Considerando la importancia de este sistema en la investigación de la planta, se ha diseñado un gran número de cultivos hidropónicos en los últimos años, incluidos los sistemas que utilizan (i) la transferencia de plántulas de placas para recipientes hidropónicos3, 13; (ii) lana de roca que limita el acceso a las primeras etapas de desarrollo de raíz2,14,15; (iii) polietileno granulado como el cuerpo flotante, que hace la aplicación homogénea de pequeñas moléculas/tratamientos difícil16; o (iv) un reducido número de plantas9,17. El volumen de los tanques hidropónicos se describe en muchos de los protocolos son generalmente grandes (pequeños volúmenes que van desde 1-5 L, hasta 32 L)18, que hace muy costosa la aplicación de productos químicos. Aunque algunos estudios describen un cultivo hidropónico bajo condiciones asépticas8,19, la Asamblea del sistema suele ser muy laborioso, que consiste en el perfecto ajuste de mallas de nylon en plástico o vidrio envases5,8,17,20.
Debido a la importancia de Arabidopsis thaliana , planta modelo, la mayoría de los sistemas hidropónicos fueron diseñada para esta especie1,2,8,14,18, 19 , 20. sin embargo, hay pocos estudios sobre las características de crecimiento hidropónico de otras especies de plantas con un tratamiento previo de semillas para mejorar su germinación y sincronización de precios en vitro8,16 . Para trabajar en gran escala, hemos desarrollado un protocolo para la creación de un sistema hidropónico de mantenimiento simple y bajo costo que permite a las condiciones de esterilidad para el cultivo de plantas, incluyendo a. thaliana y otras especies como el pasto Setaria viridis. El método descrito aquí es conveniente para diversos experimentos, como el crecimiento de las plántulas puede maximizado, sincronizado y fácilmente controlado. Además, este sistema tiene muchas ventajas como: (i) su montaje es sencillo y sus componentes pueden ser reutilizados; (ii) permite la fácil aplicación de diferentes productos químicos en el medio líquido; (iii) las plántulas germinan y crecen directamente en el medio de cultivo sin necesidad de transferencia para el sistema de hidroponía; (iv) el crecimiento desarrollo de brote y la raíz puede ser supervisado de cerca y las plántulas se cosechan sin daños; y (v) permite trabajar a gran escala, manteniendo las condiciones fisiológicas.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100983</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hypochlorite solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>425044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polysorbate 20&#160;&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2287</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Murashige and Skoog (MS) medium including vitamins&#160;</td>
			<td>Duchefa Biochemie</td>
			<td>M0222</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES) monohydrate</td>
			<td>Duchefa Biochemie</td>
			<td>M1503</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7921</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium hydroxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>484016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminar flow hood</td>
			<td>Telstar</td>
			<td>BH-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotplate</td>
			<td>AREC</td>
			<td>F20510011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Growth chamber</td>
			<td>Weiss Technik</td>
			<td>HGC 1514</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Petri dish (150 mm x 25 mm)</td>
			<td>Uniglass</td>
			<td>189.006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 &#956;L pipette tip racks&#160;</td>
			<td>Kasvi</td>
			<td>K8-200-5 *</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>300 &#956;L multichannel pipette</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3122000060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>300 &#956;L pipette tips</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30073088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 &#956;L pipette&#160;</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3120000054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 &#956;L pipette tips</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30000870</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Tramontina</td>
			<td>25912/108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezer</td>
			<td>ABC Instrumentos</td>
			<td>702915</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blade</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2771</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive transparent tape (45mm x 50m)</td>
			<td>Scotch 3M</td>
			<td>5803</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable plastic boxes, external dimensions: 353 mm (L)x 178 mm (W) x 121mm (H)</td>
			<td>Maxipac</td>
			<td>32771</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a flexible low cost hydroponic system for assessing plant responses to small molecules in sterile conditions

Una amplia gama de estudios en biología vegetal se realizan utilizando cultivos hidropónicos. En este trabajo se presenta un sistema de crecimiento hidropónico en vitro diseñado para evaluar las respuestas de la planta a productos químicos y otras sustancias de interés. Este sistema es altamente eficiente en la obtención de plántulas homogéneas y saludables del C3 y C4 modelo especie Arabidopsis thaliana y Setaria viridis, respectivamente. El cultivo estéril evita algas y contaminación por microorganismos, que son factores limitantes para el normal crecimiento y desarrollo en hidroponia. Además, este sistema es escalable, lo que permite la recolección del material vegetal a gran escala con menor daño mecánico, así como la cosecha de las partes individuales de una planta si se desea. Se proporciona un protocolo detallado que demuestra que este sistema tiene un conjunto fácil y de bajo costo, ya que usa pipeta racks como la principal plataforma para el crecimiento de las plantas. La viabilidad de este sistema fue validada utilizando plántulas de Arabidopsis para evaluar el efecto de la droga AZD-8055, un inhibidor químico de la blanco de la rapamicina (TOR) quinasa. Inhibición de TOR eficiente fue detectada tan pronto como 30 minutos después de un tratamiento de AZD-8055 en raíces y brotes. Además, las plantas tratadas por AZD-8055 muestran el fenotipo esperado de exceso de almidón. Hemos propuesto este sistema hidropónico como un método ideal para que investigadores de planta con el objetivo de monitorear la acción de la planta de inductores o inhibidores, así como para evaluar flujos metabólicos utilizando compuestos de isótopos de etiquetado que, en general, requiere el uso de costosos reactivos.

La quinasa TOR es un regulador importante que integra nutrientes y energía de señalización promover la proliferación celular y crecimiento en todos los eucariotas. Esfuerzos por aclarar las funciones de TOR en plantas incluyen la generación de líneas transgénicas de Arabidopsis que contiene represión condicional TOR a través de ARN de interferencia o microRNA artificiales28,30,31</sup...

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A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

Un sistema hidropónico simple, versátil y de bajo costo en vitro con éxito fue optimizado, permitiendo experimentos a gran escala bajo condiciones estériles. Este sistema facilita la aplicación de productos químicos en una solución y su eficiente absorción por las raíces para estudios moleculares, bioquímicos y fisiológicos.

Sistema hidropónico de un Flexible bajo costo para evaluar las respuestas de la planta a moléculas pequeñas en condiciones estériles

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

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